2009-2010年--中国石油大学(北京)--采油工程--期末试卷及答案

2009-2010学年中国石油大学（北京）
《采油工程》期末考试卷
专业名称 姓名
教材名称 采油工程 （一册） 课时数 60
一、名词解释（8×3分=24分）
1、采油指数
2、气举采油
3、吸水指数
4、沉没度
5、原油的密闭集输
6、滤失系数
7、滑脱现象
8、酸液有效作用距离
二、绘图题（3×2分=6分）
1、用图示意典型的油井IPR 曲线。

2、用图示意有气体影响和充不满影响的示功图。

3、用图示意酸浓度对酸—岩反应速度的影响。

三、简述题（6×5分=30分）
1 简述气液两相垂直管流压力梯度方程的求解步骤（任选一种）。

2 简述深井泵（杆式泵或管式泵）的工作原理。

3 分析碳酸盐岩酸化生成物对地层的影响。

4 简述水处理的基本措施有哪些？
5 简述无杆泵采油常用的泵有哪些？与有杆泵采油的区别？
6 简述油库的分级？
四、说明下列公式（2×4分=8分）
1 )1(1790''2max
l r sn W W W P r L r +++=
2 4
2
21076.0Gh
L q w o μ-⨯= 要求：说明公式的物理意义，各物理量的含义及量纲。

五、判断题：（5×2分=10分）
1、自喷井节点系统分析中，油井生产系统的节点分为普通节点、函数节点及解节点。

（ ）
2、游梁式抽油机平衡采用游梁平衡、曲柄平衡及复合平衡三种方式。

（ ）
3、原油在管路中的流态按雷诺数来划分。

雷诺数小于3000时，流态为层流，雷诺数大于3000时，流态为紊流。

（ ）
4、填砂裂缝的导流能力是用裂缝宽度与裂缝长度的乘积来表述。

5、酸—岩复相反应中，H +向岩面的传递最快，所以化学反应速度也快。

注：“对”的打“√”，“错”的打“×”。

六、计算题（共17 分）
1 某硬灰岩油层压裂层段深900米，地层压力为22×103 千帕，地层岩石抗拉强度为3.5×103 千帕，上覆岩石平均比重为2.3。

据该地区其它压裂井统计α=25千帕/米，求该井的破裂压力梯度并判断裂缝形态。

(5分)
2 73mm 内径的油管中的液流量为0.4m 3/s ，气流量为0.8 m 3/s ，持液率为0.8，试计算其滑脱速度。

（4分）
七、论述题（5分）
《采油工程》课程的设置作为石油工程专业的主干课，在课堂上讲授理论部分和在实验室完成实验部分。

你认为在学习中你最大的收获是什么？为什么？（也可举例说明）
《采 油 工 程》 期 末 考 试 （标准答案）
一、名词解释（10×2分=20分）
1 采油指数：是指单位压差下的油井产量，反映了油层性质、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量的关系。

2 气举采油：是指人为地从地面将高压气体注入停喷（间喷或自喷能力差）的油井中，以降低举升管中的流压梯度（气液混合物密度），利用气体的能量举升液体的人工举升方法。

3 吸水指数：表示注水井在单位井底压差下的日注水量。

4 沉没度：泵下入动液面以下深度谓之。

5 原油的密闭集输：在原油的集输过程中，原油所经过的整个系统（从井口经管线到油罐等）都是密闭的，即不与大气接触。

6 滤失系数：压裂液在每√1分钟内通过裂缝壁面1米3面积的滤失量，米3/米2.√分。

7 滑脱现象：气液混流时，由于气相密度明显小于液相密度，在上升流动中，轻质气相其运动速度会快于重质液相，这种由于两相间物性差异所产生的气相超越液相流动称为滑脱现象。

8 酸液有效作用距离：当酸液浓度降低到一定程度后(一般为初始浓度的10％)，酸液变为残酸。

酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离称为酸液的有效作用距离。

二、绘图题（3×2分=6分）
1、用图示意典型的油井IPR 曲线。

2、用图示意有气体影响和充不满影响的示功图。

图1-1 典型的油井IPR 曲线
q ma
3、用图示意酸浓度对酸—岩反应速度的影响。

三、简述题（6×5
1 简述气液两相垂直管流压力梯度方程的求解步骤（任选一种）。

要点：以按深度迭代为例（1）、已知任一点（井口或井底）的压力o P 作为起点，任选一个合适的压力降P ∆作为计算压力的间隔。

（2）、估计一个对应于P ∆的深度增量估h ∆，以便根据温度梯度估算该段下端的温度T1。

（3）、计算出该管段的平均温度T 及平均压力P ，并确定该T 和P 下全部流体性质参数（溶解油气比R ，原油体积系数Bo ，油、气、混合物粘度，气体密度ρg ，及表面张力σ等）。

（4）、计算该管段的压力梯度dh dP /。

（5）、计算对应于P ∆的该管段管长（即深度差()
dh dp p h /∆=∆）。

（6）、将第（5）步得到计h ∆与第（2）步估计的估h ∆进行比较，两者之差超过允许范围，
则以h ∆作为新的估算值，重复（2）～（5）计算，使计算值与估计值之差在允许范围0ε内为止。

（7）、计算该管段下端对应的深度L1，压力P1；
∑∆=i i
h L 11 p i p p o ∆+=1 I=1,2,3,……,n
(8)、以Li 处的压力为起点，重复（2）～（7）步，计算下一段的深度Li+1 和压力Pi+1，直到各段的累加深度等于或大于管长（Ln ≥L ）时为止。

7 简述深井泵（杆式泵或管式泵）的工作原理。

要点：上冲程，抽油杆柱向上拉动柱塞，柱塞上的游动阀受油管内液柱压力而关闭。

此时，
柱塞下面的下泵腔容积增大，泵内压力降低，固定阀在其上下压差作用下打开，原油吸入泵内。

与此同时，如果油管内已逐渐被液体所充满，柱塞上面的液体沿油管排到地面；下冲程，抽油杆柱带动柱塞向下运动。

柱塞压缩固定阀和游动阀之间的液体：当泵内压力增加到大于泵沉没压力时，固定阀先关闭，当泵内压力增加到大于柱塞以上液体压力时，游动阀被顶开，柱塞下面的液体通过游动阀进入柱塞上部，使泵排出液体。

8 分析碳酸盐岩酸化生成物对地层的影响。

要点：以盐酸与灰岩反应为例，2HCl+CaCO 3⇔CaCl 2+H 2O+CO 2↑；反应生成物：CaCl 2， CO 2，H 2O 的状态由溶解度、溶解曲线等逐一分析，结论：低于28%的盐酸与灰岩反应，反应生成物对地层无影响。

9 简述水处理的基本措施有哪些？
要点：水源不同，水性质不同，水处理的工艺也就不同。

现场上常用的水质处理措施有以下几种。

（1）沉淀。

（2）过滤。

（3）杀菌。

（4）脱气。

（5）除油。

（6）曝晒。

10 简述无杆泵采油常用的泵有哪些？与有杆泵采油的区别？
要点：常用的无杆泵包括潜油电泵、水力活塞泵、水力射流泵和螺杆泵等四种无杆泵举升方式。

无杆泵机械采油方法与有杆泵采油的主要区别是不需用抽油杆传递地面动力，而是用电缆或高压液体将地面能量传输到井下，带动井下机组把原油抽至地面。

11 简述油库的分级？
要点：按照下表进行描述。

石油库的等级划分
四、说明下列公式（2×4分=8分）
1 )1(1790''2max l r sn W W W P r L r +++= 要点：此为计算悬点最大载荷公式。

其中：
max P ——悬点最大载荷，KN
'r W ——抽油杆在井液中的重量，KN ；
'L W ——动液面深度全柱塞面积上的液柱载荷，KN ； r W ——抽油杆在空气中的重量，KN ； s ——活塞冲程，m ； n ——冲数，次/分；
r ——曲柄半径，cm ； l ——连杆长度，cm 。

2 4
2
21076.0Gh
L q w o μ-⨯= 要点：此为计算垂直裂缝缝口宽度公式。

其中：
0w ——垂直裂缝缝口宽度，m ； q ——泵的排量，m 3/分； μ——压裂液粘度，mPa.s ； L ——双翼垂直缝的单侧长，m ；
G ——原始剪切系数，kg/cm 2； h ——地层有效厚度，m 。

要求：说明公式的物理意义，各物理量的含义及量纲。

五、判断题：（5×2分=10分）
1、自喷井节点系统分析中，油井生产系统的节点分为普通节点、函数节点及解节点。

（ √ ）
2、游梁式抽油机平衡采用游梁平衡、曲柄平衡及复合平衡三种方式。

（ × ）
3、原油在管路中的流态按雷诺数来划分。

雷诺数小于3000时，流态为层流，雷诺数大于3000时，流态为紊流。

（ √ ）
4、填砂裂缝的导流能力是用裂缝宽度与裂缝长度的乘积来表述。

（ × ）
5、酸—岩复相反应中，H +向岩面的传递最快，所以化学反应速度也快。

（ × ）
注：“对”的打“√”，“错”的打“×”。

六、计算题（共17 分）
1、某硬灰岩油层压裂层段深900米，地层压力为22×103 千帕，地层岩石抗拉强度为3.5×103 千帕，上覆岩石平均比重为2.3。

据该地区其它压裂井统计α=25千帕/米，求该井的破裂压力梯度并判断裂缝形态。

(5分)
解题要点：
因为：H=900m<1000m, α=25kPa.m>23
所以：此井压成的可能是水平缝。

故：)(105.25105.31022333kPa H P P v
t r v t op F ⨯=⨯+⨯=+=+=σγσ
)/(3.28900
105.253
m kPa H P F =⨯==α m kPa m kPa /23/3.28>>=α，此为水平缝。

2、73mm 内径的油管中的液流量为0.4m 3/s ，气流量为0.8 m 3/s ，持液率为0.8，试计算其滑脱速度。

（4分）
解题要点：
)/(24.836)8.04.08.018.0(073.04)1(112s m H q H q A H v H v v v v L L L G L SL L SG L G s =--⨯=
--=--=
-=π
七、论述题（5分）
《采油工程》课程的设置作为石油工程专业的主干课，在课堂上讲授理论部分和在实验室完成实验部分。

你认为在学习中你最大的收获是什么？为什么？（也可举例说明） 要点：自由发挥，只要是自己的切身体会就可以得分。